Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Асинхронные электромеханические преобразователи. Учебное пособие
.pdf
ставляет собой сплошную токопроводящую пластину, которая изго-
1
τ
1
1
s
1
1
тавливается из меди, алюминия или магнитной стали.
При включении обмотки первичного элемента в многофазную
сеть образуется магнитное поле, которое будет перемещаться вдоль
магнитопровода с линейной скоростью
деление;
f
– частота питающего напряжения.
v
= 2
f
, где τ – полюсное
При своем перемещении магнитное поле будет индуцировать
ЭДС во вторичном элементе машины. Эта ЭДС вызовет токи, от взаимодействия которых с магнитным полем образуется механическая
сила (тяговое усилие), стремящаяся сдвинуть элементы относительно
друг друга.
В линейном двигателе возможно перемещение как первичного
элемента, так и вторичного, в зависимости от конструкции и назначения конкретного двигателя.
Как и в обычном асинхронном двигателе, перемещение элемента
будет происходить с некоторым скольжением относительно поля:
= (
v
-v)/
v
, где v – скорость движения элемента.
Номинальное скольжение линейного двигателя – 2-6%. На работу
линейного двигателя оказывают существенное влияние краевые эффекты, возникающие из-за конечных размеров разомкнутых магнитопроводов первичного и вторичного элементов, что приводит к ухудшению таких характеристик, как тяговое усилие, коэффициент мощности и КПД.
Линейные двигатели могут быть успешно применены в установках непрерывного транспорта (на ленточных и тележечных конвейерах, а также в приводах эскалаторов и движущихся тротуаров), в металлорежущих и ткацких станках, где рабочие органы совершают
возвратно-поступательное движение. Большие перспективы имеет
применение линейных двигателей для транспорта. Основным преимуществом линейного двигателя в этом случае является возможность получения высоких скоростей движения – до 400-500 км/ч.
71
Часть II
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
ВВЕДЕНИЕ
Целью учебных лабораторных испытаний является более глубокое
изучение студентами вопросов теории электромеханического преобразования энергии, ознакомление с конструкцией электрических машин и
их основными характеристиками, приобретение практических навыков
экспериментальных исследований и обработки опытных данных.
Лабораторные работы рассчитаны на 4 часа аудиторных занятий
по экспериментальному исследованию электрических машин и на
2...4 часа самостоятельной работы студентов по обработке и анализу
полученных опытных данных.
ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ
В УЧЕБНОЙ ЛАБОРАТОРИИ
Перед началом работ в лаборатории все студенты обязаны ознакомиться с правилами техники безопасности при работе с электротехническими установками и расписаться в соответствующем журнале,
хранящемся у заведующего лабораторией.
При выполнении лабораторных работ по электрическим машинам
следует помнить, что испытания проводятся при напряжениях до 250 В,
а в некоторых случаях и выше. При неблагоприятных условиях опасные поражения электрическим током могут произойти даже при
напряжении ниже 50 В, поэтому во время работы студенты должны
быть внимательными, дисциплинированными и строго соблюдать следующие требования техники безопасности.
Прежде чем приступить к выполнению лабораторной работы, все
члены студенческой бригады должны обстоятельно ознакомиться с
оборудованием лабораторной установки и устройством отдельных ее
72
частей. Студенты обязаны знать номинальные данные исследуемых
электрических машин и не допускать их превышения в ходе работы,
за исключением случаев, оговоренных особо.
1.
К сборке электрической схемы необходимо приступать только
после разрешения преподавателя, убедившись, что ни одна из частей
установки не находится под напряжением.
2.
При обнаружении на лабораторном стенде неисправностей
следует обратиться к дежурному лаборанту. Работа на неисправном
стенде категорически запрещается.
3.
Включение установки под напряжение разрешается только после
проверки схемы и всей установки преподавателем.
4.
В процессе выполнения лабораторной работы категорически
запрещается прикасаться к находящимся под напряжением оголенным
токоведущим участкам схемы и вращающимся частям электрических
машин.
5.
Все необходимые переключения в схемах разрешается производить лишь при полном отключении напряжения.
6.
Студентам запрещается делать какие-либо переключения на
главном распределительном щите и заходить за лабораторные стенды.
7.
Если в ходе работы требуется сделать перерыв (для выполнения
контрольных расчетов, консультации с преподавателем, отдыха и
т. д.), то напряжение со стенда должно быть полностью снято.
8.
Категорически запрещается оставлять без присмотра даже на
короткое время лабораторную установку, находящуюся под напряжением.
9.
По окончании работы в первую очередь должно
быть снято напряжение со стенда. После утверждения преподавателем полученных экспериментальных данных схема разбирается и рабочее место приводится в порядок.
Нарушение правил техники безопасности и поведения в лабора-
тории рассматривается как серьезное нарушение дисциплины.
73
ТРЕБОВАНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДГОТОВКЕ
К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ И ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЕТА
Перед каждой лабораторной работой студент должен самостоятельно, используя рекомендованную литературу и настоящее руководство, подготовиться и знать следующие основные вопросы:
− устройство и принцип действия исследуемой электрической
машины;
− вид ее основных характеристик;
− назначение всех элементов испытуемой установки, их взаи-
модействие и обозначение на электрической схеме.
Перед началом занятий преподаватель проверяет устно, письменно или при помощи контролирующих устройств знания студентов и
их готовность к выполнению предстоящей работы.
К каждому следующему занятию студент представляет отчет о
предыдущей работе и защищает его.
Студент, не представивший отчет о предыдущей работе, к лабораторным занятиям не допускается.
Отчет выполняется каждым студентом индивидуально на стандартных листах формата А4 (287×210 мм).
Отчет должен содержать:
1) титульный лист с названием работы, фамилией студента, ука-
занием его факультета, курса и группы, фамилией проверяющего
преподавателя и т. д.;
2) программу работы;
3) номинальные данные исследуемых машин;
4) электрическую схему (схемы) установки, выполненную в со-
ответствии с действующими стандартами;
5) таблицы экспериментальных и расчетных данных. Каждая
таблица должна иметь название и порядковый номер, в таблице
обязательно должны быть указаны единицы измерения приведенных величин;
6) пример расчета данных, необходимых для построения графи-
ков и диаграмм;
74
7) рисунки опытных и расчетных характеристик, выполненные
на листах формата А4 с помощью графических редакторов или вручную. Рисунки должны сопровождаться названием, порядковым номером и необходимыми поясняющими надписями. На графиках должны
быть четко проставлены все экспериментальные точки, имеющиеся в
соответствующей таблице. Характеристики проводятся в виде плавных кривых таким образом, чтобы число «выпавших» экспериментальных точек по обе стороны кривой было примерно равным;
8) выводы по проделанной работе. В выводах должно быть в
краткой форме сделано заключение по каждому из проделанных опытов и по каждой опытной и расчетной характеристике.
1. ИССЛЕДОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ
Цель работы – овладение практическими навыками эксперимен-
тального определения рабочих характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и оценки потребительских свойств
этого двигателя.
Программа работы
1. Изучить устройство и элементы конструкции двигателя.
2. Определить экспериментальным путем следующие характери-
стики двигателя: характеристики холостого хода, короткого замыкания, рабочие, механические.
3. Выполнить опыт «идеального» холостого хода.
4. Определить рабочую характеристику двигателя расчетным пу-
тем по электрической схеме замещения.
Паспортные данные испытуемого двигателя
Номинальная потребляемая активная мощность
Номинальная полезная механическая мощность
Номинальное напряжение (линейное)
75
= 220 В
NU1
= 98 Вт
NР1
= 35 Вт
NP2
Номинальный ток обмотки статора
1
=
=
=
ϕ
= 0,6 А
NI1
Номинальный коэффициент полезного действия η = 0,36
Число пар полюсов p= 2
Механические потери
Магнитные потери
р
р
= 15 Вт
мг
= 10 Вт
мех
Активное сопротивление фазы обмотки статора
1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ХОЛОСТОГО ХОДА
)(
UfI
ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ
1.1.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЙ
,
1010
L1
L2
L3
N
РЕ
)(
UfP
,
1010
R
= 22,2 Ом
)(cos
Uf
100
TK
Вкл.
201.2
G1
102.1
TK
A1
Рис. 1.1.1. Электрическая схема соединений тепловой
защиты машины переменного тока
76
Рис. 1.1.2. Электрическая схема соединений для опыта холостого хода
77
1.1.2.
ПЕРЕЧЕНЬ АППАРАТУРЫ
Таблица 1.1.1
Обозначение Наименование Тип Параметры
G1 Трехфазный источник питания 201.2 ~ 400 В / 16 А
G5
М1 Машина переменного тока 102.1
М2 Машина постоянного тока 101.2
А2, А7
А6 Трехполюсный выключатель 301.1 ~ 400 В / 10 А
А14 Линейный реактор 314.2
Р1 Блок мультиметров 508.2
Р2 Измеритель мощностей 507.2
Р3 Указатель частоты вращения 506.2 -2000…0…2000 об/мин
Преобразователь угловых
перемещений
Трёхфазная трансформаторная
группа
104
347.1
6 вых. каналов / 2500
импульсов
за оборот
100 Вт / ~ 230 В /
1500 об/мин−
90 Вт / 220 В /
0,56 А (якорь) /
2×110 В / 0,25 А (воз-
буждение)
3×80 В⋅А;
230 В/242, 235, 230,
226, 220, 133, 127 В
3 × 0,3 Гн / 0,5 А
3 мультиметра
0...1000 В /
0...10 А /
0…20 МОм
15; 60; 150; 300; 600 В /
0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А.
1.1.3. ОПИСАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЙ
Источник G1 – источник синусоидального напряжения промыш-
ленной частоты.
Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата.
Испытуемый асинхронный двигатель М1 получает питание через
выключатель А6 и трехфазные трансформаторные группы А2, А7 от
трехфазного источника питания G1.
Линейный реактор А14 служит для дополнительного понижения
напряжения, подводимого к испытуемому двигателю М1.
С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток статорной обмотки и линейное напряжение испытуемого двигателя М1.
С помощью измерителя Р2 контролируются активная и реактивная
мощности, потребляемые одной фазой испытуемого двигателя М1.
78
1.1.4.
1
1
УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ЭКСПЕРИМЕНТА
− Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, от-
ключены от сети электропитания.
− Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты
машины переменного тока.
− Соедините гнезда защитного заземления устройств, исполь-
зуемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1.
− Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой
соединений.
− Переключатель режима работы выключателя А6 установите в
положение "РУЧН.".
− Включите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в
эксперименте.
− Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в экс-
перименте.
− Включите источник G1. О наличии фазных напряжений на его
выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.
− Переключателем в трехфазных трансформаторных группах А2
и А7 установите номинальное линейное напряжение 220 В.
− Осуществите пуск двигателя М1 нажатием кнопки «ВКЛ.» вы-
ключателя А6.
− Меняя положение регулировочных рукояток трехфазных
трансформаторных групп А2 и А7, варьируйте подводимое к двигателю М1 линейное напряжение
показания вольтметра Р1.1 (линейное напряжение
Р1.2 (фазный ток
мерителя Р2 (активная
I
двигателя М1), а также ваттметра и варметра из-
10
P
10
U
в диапазоне 100…250 В и заносите
и реактивная
U
), амперметра
Q
мощности, потребляемые
10
одной фазой двигателя М1) в табл. 1.1.2.
Таблица 1.1.2
U
, В
1
I
, А
10
P
, Вт
10
Q
, ВАр
10
− Отключите источник G1.
79
− Отключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в
1
1
1КK
=
1
1КK
=
1КK
=
ϕ
эксперименте.
− При необходимости большей вариативности значений напряжения
U
повторите эксперимент при закороченном линейном реакторе А14.
1.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
)(
UfI
,
ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С
КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ
1.2.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА СОЕДИНЕНИЙ
)(
UfP
,
)(cos
Uf
ПРИ n = 0
Рис. 1.2.1. Электрическая схема соединений для опыта
короткого замыкания
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]